蒋高明：耕地变黑可捕获巨量温室气体

　地球上的碳以海洋中最多，达34.5万亿吨；陆地(植物、动物、湿地、土壤)次之，约24万亿吨，大气最小约0.7万亿吨。在人类剧烈活动的陆地表面上，土壤是地球重要的碳库。全球土壤碳库为1.4~2.2万亿吨，是大气碳库的2~3倍。理论上讲，大气中的碳全部埋在土壤里也能够装得下。但是，土壤碳库的作用是双重的，完全取决于人类的土地利用方式，如将高有机碳含量的森林与草原土壤开垦为农田，以及农田耕作中仅施加化肥忽视有机肥，都会将土壤碳库由“汇”变成“源”。相反，如果农业措施得当，使土壤有机碳维持在较高的含量水平，则农业土壤可固定巨大的碳。目前人类挖出来的化石碳也是埋葬在地下的，只不过埋深更深而已。除生物措施外，解决碳的去向出路似应在地下，这个地下不是各种矿坑，而是地表土壤，包括成熟的森林、草原、沼泽、高寒草甸、甚至农田土壤在内。
土壤碳库主要储存有机碳，它们来自动植物、微生物残体、排泄物、分泌物等，上述成分分解后以土壤腐殖质形式存在，相对稳定。遗憾的是，世界上许多国家长期以来由于仅用地而不养地，土壤有机质下降严重。世界三大黑土区之一的中国黑土区，土壤退化就使其固定的碳向环境净释放。中国黑土地总面积3523万公顷，分布在黑龙江、吉林、辽宁省和内蒙古自治区境内。黑土地解决了中国超过10%以上人口的吃饭问题，然而其代价也是沉重的。中国科学院和黑龙江省有关科研机构研究数据表明，东北地区坡耕地黑土层厚度已从60~70年前的80~100厘米减少到现在的20~30厘米，土壤有机质含量由12％下降到1~2%，85%的黑土地处于养分亏缺状态。黑龙江省黑土层流失厚度每年达到0.6~1厘米；吉林省30厘米以下薄层黑土面积已占黑土总面积的42%。
中国有18亿亩农田，平均容重1.2吨/立方米，若将土壤有机质含量提高1%的话，从相当于土壤从空气中净吸收了306亿吨CO2。即使我们利用30年的时间来完成这个增长过程，每年也约有10亿吨的CO2被固定在土壤里中。目前中国经济活动排放的净CO2约为70亿吨，至2015年将超过100亿吨。从上面的分析可以看出，每年依靠土壤捕获碳的量是巨大的，且技术上也相对容易操作。
中国农田土壤经过数千年的耕作，土壤有机碳严重偏低，与同类型土壤进行对比，我国耕地土壤有机碳含量尚不及欧洲土壤的一半，因此可提升的潜力很大。从目前中国耕地有机质含量来看，水田土壤大多在 1~3%，而旱地土壤有机质含量小于1% 的就占 31.2%。尽管有人乐观地估计，中国近20年来，中国53~59%农田的土壤有机碳含量呈增长趋势, 30~31%呈下降趋势, 10%基本持平，中国耕地有机碳贮量总体增加了3.11～4.01 亿吨，但我们依然认为中国土壤碳库的潜力远远没有发挥出来。农民大量焚烧秸秆，就将作物固定的碳当年还给了大气。
增加耕地有机质可显著地固定大气中的碳，那么如何来实施呢？我们提出的思路是，在人类收获粮食的同时，快速将秸秆收集、处理并储藏起来，为食草动物储备“粮食”；将动物粪便中的能量通过沼气池，提取出来供应农户需要，减少农户与工业和城市争夺化石能源；沼渣、沼液中作为优质肥料还田，替代全国至少一半的化肥以减少温室气体排放；逐步增加土壤有机质。
增加土壤有机碳含量，将耕地变“黑”，而不是像现在这样覆盖农膜使其变“白”，不仅可以固碳减排，还可改良土壤结构，增加土壤保水保肥能力，增强土壤抗蚀抗旱性能，提高作物产量，改善作物品质。大量试验表明：每增加0.1个百分点的土壤有机质含量就可释放600~800公斤/公顷的粮食生产潜力。因此，培育土壤碳库是节约能源、减少污染、培肥土壤的一举多得的措施。
为了实现上述耕地固碳目标，我们建议：一要大力发展秸秆畜牧业，增加有机肥、开辟乡村新能源，减少化肥使用并固碳；二要通过市场消费将农产品在价格上拉开，将中国耕地的5~10%培育成告别化肥、农药、添加剂、除草剂的永久固碳型有机农业，在这类土地上生产安全放心的粮食、肉、蛋、奶和蔬菜，增加的价格靠城市市民的自觉消费，来为农民增收和土壤固碳“买单”；三是利用农业有机弃废物还田，并辅以免耕等保护性耕作技术，减轻土壤有机质分解，促进土壤有机质增加；四是利用充分挖掘传统农业文化，大力发展“稻鸭互作”、“稻鱼互作”、“禽粮互作”型生态农业；五是在政策上鼓励耕地固碳，全球碳贸易应当考虑农田固碳贡献。

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